【導讀】這篇文章介紹了心率/健身監測儀走向無(wú)線(xiàn)化的發(fā)展趨勢，即以無(wú)線(xiàn)替代有線(xiàn)互聯(lián)，讓使用者擺脫線(xiàn)纜的束縛，可以自由活動(dòng)。無(wú)線(xiàn)通信在方便數據采集的同時(shí)，省去了連接線(xiàn)纜。本文詳細介紹了一種典型的無(wú)線(xiàn)系統，使用MAX1472基于晶振的鎖相環(huán)VHF/UHF發(fā)射器。
健身監測儀跟蹤并記錄身體的運動(dòng)狀況，從而達到提高健康水平的目的。通過(guò)測量大量的參數，如心率、體溫、運動(dòng)距離和時(shí)間，一個(gè)手表式設備可以收集信息并將結果顯示給用戶(hù)。心率記錄帶可以測量脈搏，有時(shí)也會(huì )記錄體溫，并對記錄信號進(jìn)行數據轉換，將數據無(wú)線(xiàn)傳送到手表加以顯示?？梢赃x擇計步器，根據跑步者節湊判斷跑步距離，計步器會(huì )將數據無(wú)線(xiàn)傳輸給手表進(jìn)行顯示(圖1)。某些健身監測儀則利用GPS測量行走距離，替代計步器的功能。這些系統都開(kāi)始逐漸轉向無(wú)線(xiàn)數據傳輸，畢竟在運動(dòng)中要求用戶(hù)“接上”監測儀來(lái)收集數據非常不方便。
圖1. 帶有無(wú)線(xiàn)通信功能的運動(dòng)鞋，可以記錄跑步者的數據并發(fā)送到數字手表顯示，提供有價(jià)值的反饋。
設計參數
手表實(shí)時(shí)監測數據并把結果記錄到外置或處理器(MCU)內部的存儲器，隨后再利用USB線(xiàn)纜或無(wú)線(xiàn)dongle將數據上傳到計算機。這類(lèi)系統通常僅僅使用一顆微小的電池供電，所以對RF發(fā)射器的功耗要求非常嚴格(某些產(chǎn)品還要求符合FCC規范)。為了保證低功耗傳輸，好的天線(xiàn)設計對于保證可靠的數據傳輸非常關(guān)鍵，即使傳輸距離一般在2米以?xún)?。幅移鍵控(ASK)比頻移鍵控(FSK)擁有更好的靈敏度，更適合這一場(chǎng)合,而且傳輸功耗更低。低占空比可以縮短傳輸時(shí)間，而在閑置時(shí)間段可以關(guān)閉發(fā)射器以節省電量。
健身監測儀的各個(gè)部件，除了PC dongle，均穿戴在用戶(hù)身上并由電池供電。所以，小尺寸、低功耗成為非常重要的設計參數。心率帶和計步器通常由一次性紐扣電池供電，手表的顯示功能可以由一次性紐扣電池或可充電電池供電，充電往往通過(guò)交流適配器或USB線(xiàn)。手表顯示往往采用簡(jiǎn)單的段式LCD和可控背光。
系統構架如圖2所示，RF接口與電源管理相結合，從而有效延長(cháng)電池壽命，另外，系統還提供多種傳感器接口和主機接口。系統的RF接口可以選擇MAX1472，如圖3所示。MAX1472是基于晶振的鎖相環(huán)(PLL) VHF/UHF發(fā)射器，用于在300MHz到450MHz頻段傳輸OOK/ASK數據。器件支持高達100Kbps的數據率，能夠為50Ω負載提供大于+10dBm的輸出功率(可調)。MAX1472基于晶振的架構能夠提供更高的調制深度、更快的頻率建立時(shí)間、更高的傳輸頻率精度，同時(shí)也降低了溫度的影響，克服了SAW發(fā)射器的諸多限制。
圖2. 典型的心率監測數據采集系統，由幾個(gè)子系統組成：手表顯示/數據存儲單元(上左)、用于連接主機的無(wú)線(xiàn)適配器(上右)、心率計帶(下左)和計步器(下右)。所有這些子系統均工作在低功耗無(wú)線(xiàn)模式。
圖3. MAX1472低功耗RF發(fā)射器，基于OOK/ASK調制發(fā)射串口數據流。
本文轉載自Maxim。
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